电子线路CAD设计与仿真
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项目二 常用编辑器

学习目标

(1)通过Protel电路原理图编辑器及原理图库文件的建立,对比学习PCB编辑器和元器件库编辑器以及电路仿真编辑器,学会建立基本库元器件文件的操作方法。

(2)重点掌握Protel DXP 2004电路原理图、PCB编辑器等涉及的常用工具栏及含义。

问题导读

什么是原理图编辑器?

Protel DXP 2004的原理图编辑器提供了高效、智能的原理图编辑手段,能够提供高质量的原理图输出结果。它的元器件符号库非常丰富,最大限度地覆盖了市场上众多主流的电子元器件生产厂家的繁杂的元器件类型。Protel DXP 2004作为成功EDA软件的一员,它的原理图设计系统有以下优点:

分层次组织的设计环境

强大的元器件及元器件库的组织功能

方便易用的连线工具

恰当的视图缩放功能

强大的编辑与设计检验功能

高质量的各种打印输出能力

总之,Protel DXP 2004的原理图设计系统相当人性化,而且画面布局优美,操作起来也很方便。

什么是原理图库编辑器?

电路原理图编辑器主要功能是设计电路原理图,能完成对实际工作电路电气连接的正确设计。原理图库编辑器是用来设计、建立自己的元器件符号库,并允许设计者自由地调用它们。前者是原理图设计基础平台,后者是服务于这个平台的资料库,以保证原理图设计的顺利完成;原理图库编辑是在电路设计过程中根据自己设计需求才被激活的。

知识链接

DXP 2004集成的电子元器件库

DXP 2004自带了一系列世界各大电子制造商相关名字命名的电子元器件库,存储在安装盘\Altium \library文件夹中的源库及集成库,如原理图库、PCB封装模型库等,如图1-2-1所示的是库结构图。用于电路仿真的SPICE模型位于\Altium\Library文件夹中的集成库内,信号完整性分析模型在\Altium\Library\SignalIntegrity文件夹中。

图1-2-1 Library库结构图

Protel两大基本元器件库

1. Miscellaneous Devices. Intlib

这个库主要集成了大量的常见基础电子元器件,如电阻、电容、二极管、三极管、变压器等,详见附录A。

2. Miscellaneous Connectors. Intlib

这个库主要集成了大量的电路设计中的接口部分,如耳机接口、电源接口、针脚接口等。

知识拓展

元器件库的添加

如果在上述的两个元器件库中找不到你设计所需的元器件,就要进行元器件库的添加,可以在Libraries标签中,通过Install进行加载安装。例如,将ST Microelectronics文件夹下的“\ST Analog Timer Circuit.Intlib”元器件库添加进来。加载完该库的对话框如图1-2-2所示。

图1-2-2 加载ST Analog Timer Circuit.Intlib库对话框

提示:也可以将某个元器件库文件夹下的所有元器件库一次性都添加进来,方法是:采用类似于Windows文件夹选择的操作,先选中该文件夹下的第一个元器件库文件后,按住Shift键再选中元器件库里的最后一个库文件,这样就能选中该文件夹下的所有库文件,最后单击打开按钮,即可完成添加元器件库的操作。

任务一 电路原理图编辑器与库编辑器

电路原理图编辑器是Protel DXP 2004电路板设计过程中第一阶段操作界面,部分常用工具栏是电路绘制最常用的基础编辑栏,同时根据需要可以用原理图库编辑器环境设计较复杂的元器件图库。下面以555门铃电路为例,说明主要操作步骤。

做中学

1. 双击桌面上的DXP 2004图标,启动Protel DXP 2004,单击File|New|Project|PCB Project菜单项,将新建一个设计工程项目文件。新建工程项目文件菜单如图1-2-3所示。

图1-2-3 新建工程项目文件菜单

2. 单击File| Save保存,在保存对话框中,输入文件名:555门铃电路。输入文件名对话框如图1-2-4所示。

图1-2-4 输入文件名对话框

特别注释

保存文件的位置,可以根据个人习惯,建立一个较为固定的文件夹,今后的相关设计全部保存在此,也便于日后查找和编辑整理。如图1-2-4所示,选择保存的文件夹名为:自己的电路设计。具体操作过程可以参考教学参考资料包中的相关视频。

3. 再单击保存按钮,返回设计界面。工程文件名如图1-2-5所示。

图1-2-5 工程文件名

4. 单击File | New | Schematic菜单项,将新建一个原理图文件,默认文件名为Sheet1.SchDoc。新建原理图菜单如图1-2-6所示。

图1-2-6 新建原理图菜单

5. 此时,系统将自动打开原理图编辑器,整个原理图编辑器工作界面如图1-2-7所示。

图1-2-7 原理图编辑器工作界面

特别注释

注意如图1-2-7所示标注,“555门铃电路.PrjPCB”文件名后面多了一个“*”号,它说明这个工程文件有变动,还没有更新保存。

6. 单击File|New|Library|Schematic Library菜单项,将新建一个原理图库文件,默认库文件名为Schlib1.SchLib。新建原理图库编辑窗口及放大的库建立常用工具栏如图1-2-8所示。

图1-2-8 新建原理图库编辑窗口

7. 熟悉主菜单和主工具栏。

(1)Schematic Standard(原理图标准)工具栏:如图1-2-9所示,该工具栏提供了文件的常用操作、视图操作和编辑功能等常见工具按钮。

图1-2-9 原理图标准工具栏

(2)Wiring(接线)工具栏:如图1-2-10所示,该工具栏列出了建立原理图连接常用的导线、总线、电源连接端口等工具按钮。

图1-2-10 接线工具栏

(3)Utilities(公用项目)工具栏:如图1-2-11所示,该工具栏列出了原理图中常用绘图、文字工具,接电源和接地的各种电源符号,常用电阻、电容、信号源等工具按钮。

图1-2-11 公用项目工具栏

特别注释

通过主菜单View菜单下的Toolbars菜单的子菜单项,可以进行各个工具栏开关项的控制设置操作。

任务二 PCB编辑器与元器件库编辑器

进入PCB编辑器工作环境,就是要完成第二个重要设计阶段即电路板设计,它是根据原理图设计完成的。电路板的制作主要包括电路板层参数设计、外形规划、元器件布局、电路板布线、覆铜等相关规则设计。

当个别电子元器件的封装在系统库中一时不能找到时,解决的办法就是自己设计元器件封装。与自己设计原理图库的方法一样,设计出符合要求的元器件封装库。它也是服务于PCB编辑器的,以保证原理图设计能够顺利地转换到PCB的设计。

下面仍以555门铃电路为例,说明主要操作步骤。

做中学

1. 启动Protel DXP 2004,单击File|Recent Documents|1 D:\自己的电路设计\555门铃电路.PrjPCB,打开已建立的555门铃电路.PrjPCB。打开555门铃电路工程项目文件菜单,如图1-2-12所示。

图1-2-12 打开555 门铃电路工程项目文件菜单

2. 单击File|New|PCB菜单项,将新建一个PCB文件,默认文件名为Pcb1.PcbDoc。此时,系统将自动打开PCB编辑器,整个PCB编辑器工作界面如图1-2-13所示。

图1-2-13 新建原理图菜单

3. 单击File|New|Library|PCB Library菜单项,将新建一个PCB库文件,默认库文件名为PCBLib1.PcbLib。新建的PCB库编辑器窗口如图1-2-14所示。

图1-2-14 新建的PCB库编辑器窗口

4. 熟悉主菜单和主工具栏。

(1)PCB Standard(PCB标准)工具栏:如图1-2-15所示,该工具栏提供了文件的常用操作、视图操作和编辑功能等常见工具按钮。

图1-2-15 PCB标准工具栏

(2)Wiring(接线)工具栏:如图1-2-16 所示,该工具栏列出了建立PCB导线、焊盘、过孔等工具按钮。

图1-2-16 接线工具栏

(3)Utilities(公用项目)工具栏:如图1-2-17所示,该工具栏列出了PCB中画线、元器件布局等工具按钮。

图1-2-17 公用项目工具栏

(4)PCB Lib Standard(PCB库标准)工具栏:如图1-2-18所示,该工具栏提供了文件的常用操作、视图操作和编辑功能等。

图1-2-18 PCB库标准工具栏

(5)PCB Lib Placement(PCB库安置)工具栏:如图1-2-19所示,该工具栏列出了建立PCB库所用到的导线、过孔、焊盘、文件说明等常用工具栏。

图1-2-19 PCB库安置工具栏

任务三 电路仿真编辑器

原理图仿真编辑器是Protel DXP 2004的重要组成之一。在原理图绘制结束后,可以利用Protel DXP 2004电路仿真编辑器功能进行电路设计的检验,进一步对电路参数进行估算、测试和校验,以检验电路的正确性并验证电路设计的工作指标是否达到了预期标准。

做中学

仿真编辑器的主要操作步骤如下:

1. 建立仿真原理图文件,方法同原理图编辑器中建立一个电路原理图文件的过程。2. 加载具有Simulation(仿真)属性的元器件库。

特别注释

Protel DXP 2004 自带Library | Simulation目录下的5个电路仿真元器件库,见表1-2-1。另外,Miscellaneous devices.Intlib元器件库中的大部分元器件也具有电路仿真属性,详见附录A仿真属性说明。

表1-2-15个电路仿真元器件库

3. 绘制仿真电路,并设置元器件的仿真参数。

4. 放置仿真激励源。

5. 设置仿真电路的节点。

6. 启动仿真器,选择仿真方式,设置具体仿真参数。仿真工具栏如图1-2-20所示。

图1-2-20 仿真工具栏

7. 运行电路仿真,获得仿真结果,进一步调整和改进电路。